【毕业设计】ct模拟定位系统的硬件和软件设计

摘要本文介绍了CT模拟定位系统的硬件和软件,CT模拟定位系的优势，以及对CT模拟定位系统在放疗计划中的质量控制和保证分显示CT模拟定位系统的临床意义；对CT模拟定位系统的使用方法、操作程序，以及在日常组装使用时经常出现故障部分进行总结，目的是让大家能够更清楚的认识和了解CT模拟定位，掌握常见一般故障的处理方法，使患者在放射治疗计划中对靶区的危险器官更准确的定位；由于CT模拟定位机在医院的特殊作用，保持良好的性能，对医院的经济和社会效益都非常重要。关键词CT模拟定位系统；质量控制；一般故障；临床意义ABSTRACTTHISARTICLEDESCRIBESTHECTSIMULATIONSYSTEMHARDWAREANDSOFTWARE,CTSIMULATORSYSTEMADVANTAGES,ASWELLASTHECTSIMULATORINRADIATIONTREATMENTPLANNINGSYSTEMOFQUALITYCONTROLANDASSURANCEOFCTSIMULATIONSYSTEMDISPLAYSTHECLINICALSIGNIFICANCEPOSITIONINGSYSTEMFORCTSIMULATIONUSE,OPERATINGPROCEDURES,ASWELLASINEVERYDAYASSEMBLEDUSINGPARTSOFTENFAILSTOSUMUP,THEPURPOSEISSOTHATWECANKNOWANDUNDERSTANDMORECLEARLYCTSIMULATION,CHARGEANDGENERALFAILURETOGRASPCOMMONMETHODFORTREATINGTHEPATIENTINTHERADIATIONTREATMENTPLANDANGEROUSTARGETORGANFORMOREACCURATEPOSITIONINGBECAUSECTSIMULATIONMACHINEINTHEHOSPITALASPECIALROLEINMAINTAININGTHEGOODPERFORMANCEOFTHEHOSPITALSECONOMICANDSOCIALBENEFITSAREVERYIMPORTANTKEYWORDSCTSIMULATIONPOSITIONINGSYSTEMQUALITYCONTROLGENERALFAILURECLINICALSIGNIFICANCE目录第一章绪论11CT模拟定位系统的概述12CT模拟定位系统的发展及优势121CT模拟定位系统的发展222CT模拟定位的优势223CT模拟定位系统与常规X线模拟定位系统的比较2第二章CT模拟定位系统的原理及操作功能51CT模拟定位系统的组成及工作原理硬件和软件52CT模拟定位的操作程序73CT模拟定位系统的功能说明9第三章CT模拟定位系统在放疗计划中的应用和一般常见故障的分析101质量保证和质量控制1011CT扫描机的验证项目1012虚拟项目的验证112CT模拟定位系统在组装使用时常出现常故障部分1121射线质量X线束的性能1122参数校准机架、准直器、模拟指示系统1223图像保证1324激光系统133临床应用144SL1型模拟定位机的故障的分析及处理方法145西门子AR系列CT球管故障例15第四章总结171总结17参考文献18致谢19第1章绪论1概述CT模拟就是以CT为基础的模拟定位系统，就是将CT扫描机、计算机化的模拟定位系统和三维治疗计划系统通过数据传输系统进行网络连接,实现CT扫描、CT数据的获取、进行三维重建、靶区定位、虚拟模拟、治疗计划等过程。随着CT扫描机的技术进步,计算机三维图像重建技术及虚拟技术的兴起和广泛应用,使CT模拟定位技术进入了一个实际应用的时代。CT模拟定位系使放射治疗真正做到精确设计和准确定使某些肿瘤的控制率得以提高。目前,CT模拟定位系统将逐步替代常规X线模拟定位机成为立体定向放疗、适形放疗乃至调强放疗必不可少的设备。2CT模拟定位系统的发展及优势21CT模拟定位系统的发展随着计算机技术和医学影像技术的发展，肿瘤的放射治疗进入了“精确定位、精确计划、精确治疗”的“三精”时代三维适形放疗（3DINTENSITYCONFORMALRADIATIONTHERAPY，3DCRT）技术的兴起和发展，特别是三维适形调强放疗（INTENSITYMODULATEDRADIATIONTHERAPY，IMRT）渐渐成为放射治疗技术的主流，大大地改善和提高放射治疗质量。但是在三维适形调强放疗中，要求高剂量区分布的形状在三维方向上与肿瘤靶区的形状高度一致，这需要有复杂而精确的放疗计划，而精确的放疗计划必须要求精确的三维图像进行空间定位，而常规的X线常规模拟机只能提供两维的信息，因此集放射诊断、放疗计划、模拟定位和模拟治疗于一体的CT模拟定位系统（CTSIMULATIONLOCALIZATIONSYSTEM）在放射治疗中的作用与地位也就越来越重要，近年来国内外在这一领域也做了大量的研究工作，取得了重大进展，不少国外大公司如VARIAN、GE、PHILIPS等先后将其商品化。回顾CT模拟的发展历程，CT进入放疗科大致经历了以下三个阶段第一阶段，就是放疗科的工作人员带上病人、平床以及固定装置到放射科的诊断CT上作定位扫描（治疗体位下的CT扫描），这显然有诸多的不便。第二阶段，放疗科发展到独立购买一台诊断型CT（通常70厘米孔径）进行定位和扫描。放疗医生拥有了CT完全的使用和管理权，大大方便了定位工作。但常规CT的70厘米孔径和以诊断为设计目的的诸多功能，制约了放疗的定位扫描的适应症类型。这就使CT在放疗科的应用进入了第三个阶段即放疗科在购买CT时开始选择专为放疗设计的大孔径CT模拟机。22CT模拟定位系统的优势CT模拟是将患者在治疗体位下进行CT扫描，并将CT图像传入图像工作站，通过三维数字重建感兴趣的图像显示方式，在工作站中进行虚拟透视VIRTUALPERSPECTIVE和虚拟模拟VIRTUALSIMULATION的过程，提供了准确的病变靶的形状、大小、方位等信息。CT模拟具有传统X线模拟无法比拟的优点1）CT模拟过程中无需患者在整个模拟过程中保持治疗体位，患者在CT床上保持治疗体位510分钟，完成CT扫描和体表中心标记后即可离开。2）CT模拟过程中图像质量、大小、观察角度都可以按照需要进行调整，部分DCRPARTIALDIGITALLYCONSTRUCTEDRADIOGRAPHS、部分DRRPARTIALDIGITALLYRECONSTRUCTEDRADIOGRAPHS肿瘤靶区器官和组织的三维结构是在治疗计划系统中通过简单的坐标叠加和勾画形成（三维轮廓的精确性随CT扫描层厚和间距的加大而变化），因而可清晰显示计划者感兴趣的结构。3）在工作站上进行的虚拟模拟具有传统X线模拟机所有的功能（机架角度、光阑角度、床角度、射野大小及形状、组织补偿器的设置等）；4）在以DRR为背景的BEV的窗口设计照射野与传统的模拟机很相似，而靶区和危险器官的可视性是传统模拟机无法比拟的；5）CT模拟使得常规模拟难以实现的复杂的射野设计（如多野非共面照射）变得轻而易举；6）CT模拟输出的DRR射野验证片可使得照射野参数和修饰是否正确在治疗前就能得到验证；7）采用CT模拟修改射野时无需患者在场。23CT模拟定位系统与常规X线模拟机的比较CT模拟定位系统兼有普通模拟机和诊断CT双重功能的定位系统,是通过CT扫描获得患者的定位参数来模拟治疗的机器。其CT孔径为655CM,有效扫描射野达4060CM。一般扫描层厚210MM,每层扫描时间为14S,重建时间为4S,空间分辨率为15线对/CM。CT模拟定位系统提供三维信息,可进行照射野设计、计算及评价。CT模拟定位系统比常规X线模拟机更适合现代三维适形放射治疗的需要。CT定位机比常规X线模拟机有更强的功能,如表11所示表11CT模拟定位系统与常规X线模拟机对比X光模拟CT模拟透视方式直接X光透视将患者在治疗体位下通过CT扫描并把得到的CT层片传入工作站，通过数字重建得到病人感兴趣图像的“三维假体”，然后在工作站中进行虚拟透视照射野设计功能传统模拟机能设置机架角度、光阑角度、床角度、射野大小及形状、组织补偿器的设置等在以DRR为背景的BEV的窗口设计照射野具有与传统的模拟机很相似的功能，而靶区和危险器官的可视性是传统模拟机无法比拟的图像显示方式单一的DR图像包括CT图横切面、冠状切面、矢状切面、任意切面显示；DRR，DCR，部分DRR，部分DCR，三维显示图像调节功能可调节透视图的亮度和对比度可调节CT图，DRR、DCR及三维图像的WINDOWS/LEVEL等中心确定依据骨性结构、气腔（如咽喉、气管分叉）；靠经验既可应用传统经验，又可利用图像处理功能显示靶区轮廓；还可勾画靶区后系统自动确定靶体积中心为等中心模拟过程模拟定位过程患者必须全过程保持治疗体位患者可在CT扫描及体表标记完成后离场（只需要保持体位510分钟）靶体积和危险器官的可视性在其图像上所有信息叠加在一个平面上，很难精确定义靶区和危险器官在BEV窗口可以多种形式显示在CT图上定义的靶体积和危险器官体积；还能从不同方向观察靶区及重要器官的覆盖情况，通过优化布野方案，保证肿瘤靶区的覆盖，并尽量较少周围重要组织的覆盖。射野间关系显示不能显示图像任意视角都可以按照需要进行调整，部分DCR、部分DRR可清晰显示计划者感兴趣的结构计划设计能力不能设计复杂照射计划可设计各种复杂照射计划如非共面照射。图像融合能力没有可将常规CT与增强CT、MRI或PET图像进行融合，从而为临床医生勾画靶区提供更多的参考信息组织不均匀计算不能可以得到组织横截面的电子密度分布情况。可以根据系统内建的校正公式，进行组织密度不均匀性计算。图11CT模拟定位系统第2章CT模拟定位系统的原理及操作功能CT模拟机不仅可以像诊断性CT机一样为治疗计划系统提供高质量的横断面CT影像资料，帮助临床医生精确勾画出肿瘤靶区及危险器官的轮廓，进而帮助计算机计划系统进行组织不均匀性校正，提高剂量计算的准确性；还能够借助复杂的计算机软件，将计划设计的照射野三维空间分布结果重叠在CT重建的病人解剖资料之上，在相应的激光定位系统的辅助下，实现对治疗条件的虚拟模拟（VIRTUALSIMULATION）。现代的CT模拟机综合了部分影像系统、计划设计系统和传统X光模拟机的功能，已经融合成为现代放射治疗技术不可分割的一部分。从肿瘤的定位、治疗计划的设计、剂量分布的计算，到治疗计划的模拟、实施，CT模拟机的应用贯穿了放射治疗的全过程。1CT模拟定位系统的硬件和软件CT模拟定位系统兼有常规X线模拟定位机和诊断CT双重功能的定位系统。其通过CT扫描获得患者的定位参数来模拟治疗的机器。CT模拟定位系统由一台CT扫描机、一套虚拟计划及剂量计算系统和一套激光射野模拟系统三部分组成。三大部分通过数据传输系统在线连接。1CT设备1CT扫描机基本硬件同于诊断CT。CT分为四代,第一代CT是采用X线球管和一个探测器一起旋转成像。X线第二代CT是采用X线球管和多个探测器一起旋转成像。第三代CT是采用X线球管和排列成伞形探测器一起旋转成像。第四代CT是探测器排列成环状,X线球管在内单独旋转。第三、四代CT图像清晰,第三代CT到第四代CT的效果需增加扫描时间和噪声。CT模拟定位系统比诊断CT的扫描层数多,为得到准确的数据,一般选择层厚为3MM或5MM,每个患者需要40100层。2X球管由于CT模拟定位系统的多层扫描要求,其球管必须有较大的负载。一般X球管的负载应大于5MHL,散热能力大于015MHL/MIN。3采集时间快速扫描可以减少人为误差。尤其在受吞咽运动、呼吸运动及胃肠蠕动等因素影响大的部位如咽喉部、下肺部、肝部,如果不能连续快速扫描,使重建图像发生扭曲,影响以后的计算及治疗。4扫描方式有轴位和螺旋两种方式。在轴位扫描,X线球管旋转360采集一层数据,床位步进一层然后进行下一层,这种扫描方式慢。大多数采用螺旋扫描方式,扫描时X线球管旋转的同时床不断向前移动,形成球管围绕患者成螺旋状相对运动。使用这种技术扫描速度更快。1992年,ELSCINTCTTWIN是第一台多层CT,4层螺旋CT比单层CT快23倍。多CT非常有潜力,尤其是在易活动的部位咽喉部、下肺部。多层CT更适合做呼吸门控治疗的定位。5CT孔径对于诊断用CT,由于典型的扫描体位为仰卧、头朝机架、双臂放在身体两侧或胸部、腿伸直。70CM的CT孔径是足够的。对于CT模拟定位系统,患者的特殊体位如单臂外展90,70CM的CT孔径不能进行扫描。MARCONI公司设计85CM的孔径足以满足特殊体位的需要,85CM孔径CT使其扫描视野从40CM达到60CM,这样可以扫描患者全部轮廓以及体外固定设备上的特殊定位标记。可见大孔径CT更适合CT模拟定位系统。6CT床CT模拟定位系统的床是平板的,与加速器的床一致。床具有精确的三维方向移动及旋转功能,另外,按加速器治疗床的标准载重200KG时,床面下沉不能超过2MM。7定位激光分为内置和外置两部分。内置激光在机架内,用于扫描位置的定位。外置激光有更高精确度的要求。垂直和水平激光固定安装在机架旁冠状激光安装在天花板上,可移动的。一段时间后激光系统都会有一定的漂移,必须定期校正。8图像质量图像质量直接关系到靶区及重要器官勾绘的准确性,一般要求CT空间分辨率为15线/MM、低噪声及密度均匀。9打印机及洗片机要求配备彩色打印机。激光洗片机有干洗和湿洗两种,一般干洗比较方便。2三维治疗计划系统能对CT图像进行三维重建处理和能进行各种放疗计划设计的工作站。主要部分有工作站、大屏幕显示器、数字化仪、胶片扫描仪、洗片机和彩色打印机。如同所有软件一样,易使用、快速、多功能是决定软件功能的主要因素。下面介绍CT模拟定位系统应具备的主要功能。1软件的编辑功能靶区及重要器官的勾画是治疗计划最花费时间的。所以软件应具备一系列自动、半自动的编辑功能。如靶区的移动、扩大、旋转、扩展、上下及中间层复制、边界修改、边界自动勾画、边界均匀或非均匀增大、测量、手动和自动挡块等。在设计治疗方案时,需要治疗设计界面给出射野调整的一系列功能,如射野大小、角度。射野方向视观BEV可了解不同方向和不同角度照射野形状及大小。2DRR是计划系统最重要的三维展示功能。DRR是利用数字重建技术获得和放射治疗条件完全一致的照射野的三维照片,使医生全面的了解照射野与周围解剖结构的关系,有利于验证照射野的合理性和准确性。DRR片有类似于常规X线模拟机中X线定位片的功能,DRR比X线定位片的空间分辨率低,但是,DRR可随意观察靶区某一组织或器官及器官的某一部分,可以得到X线定位片难以拍摄到的照片,如从头顶方向观察照射野情况,还可以在DRR上较容易附加照射野外轮廓及等中心位置。可见DRR比X线定位片提供更多的信息,DRR图像的质量直接关系到定位的成败。为保证重建出高质量的DRR,需要有较大数目的扫描层数,层厚越薄越清楚,40100层的扫描数量需要大热容量的X线球管。如何控制在扫描过程中患者呼吸和器官运动对DRR图像的影响也是一个现实问题。高速螺旋CT有效地部分克服因扫描时间过长而带来的问题。另外,在扫描前,对患者进行必要的平静呼吸训练也能有效的减少呼吸运动对DRR图像质量的影响。在治疗计划工作站上,通过调CT的窗宽、窗位、对比度、明亮度及感兴趣区的设定,也可以提高DRR的清晰度。数据合成的射线影像DCR是在DRR的基础上抑制或增强某一范围组织的CT值更好的显示另一些组织的图像。DCR允许切除某部分组织或器官,使感兴趣的组织或器官被显示的更清楚。在三维功能显示中,还有多层面的射线影像MPR,即在三维模拟图像上行空间任意切面的显示。3融合功能有一些部位,特别是在颅内,有时从CT上难以辨别靶区及解剖结构。MRI能更好的显示软组织结构及肿瘤病灶PET,SPECT能提供组织生理功能及肿瘤代谢信息,对于鉴别放射坏死与肿瘤复发有帮助。通过CT与MRI、PET、SPECT图像的融合功能,使医生掌握更多信息,在设计照射野时,有助于医生更全面地包括肿瘤区,更有效的保护正常组织及器官。4剂量计算功能医生及物理师设计治疗方案后,CT模拟定位系统应具备快速剂量计算功能,提供剂量体积直方图以评价治疗方案,并在二维、三维和照射野DRR、DCR、MPR上显示剂量分布情况的显示。3激光射野模拟器激光射野模拟器通过数据传输系统接口接受CT计划系统的治疗数据,然后可将接受的射野的大小、形状精确地投射到患者的皮肤表面,以便于做体表表记,这一点与常规X线模拟机一致。激光射野模拟器围绕CT床旋转角度是有限制的,不能把所有部位的照射野都投射到患者的皮肤表面上。等中心放射治疗仅需要在患者的皮肤表面上做等中心标记即可执行治疗。因此,激光射野模拟器的方法过于复杂化,但其在照射野的验证方面还是有一定帮助的。2CT模拟定位系统的操作程序CT模拟定位是一个十分严谨的过程,需要医生,物理师,护士及技术员一队人员共同努力,每个成员需要了解自己的工作任务,各部门之间应有必要的沟通,以避免差错及再次CT扫描。1CT扫描摆位是获得精确放疗的第一步。根据患者的情况及部位进行摆位、固定。摆位的重复性要求高,头部常用辅助摆位的设备,有创头架、无创头架、面网、真空枕等体部常用辅助摆位的设备固定板、固定网、真空枕、体架等。2患者标记有两种标记方法第一种为不移动方法。第一步患者在定位时始终躺在CT床上,先作CT扫描,通过很快的勾画体表轮廓和靶区,定出靶中心,利用CT激光系统在患者体表做出靶中心标记。第二步患者可以下床也可不下床,在计划工作站做出计划后,通过射野模拟器显示放射野的形状并在患者体表标记。这种方法患者躺在CT床上时间较长,这种标记方法的嫂描体位与治疗体位无任何移动,比较精确,是被广泛采用的方法。第二种为移动方法。第一步为医生利用扫描前的一些临床材料,在患者身上利用激光系统画出参考坐标点,CT扫描后患者即可下床回家。待做完治疗计划确定靶中心与参考点的空间移动变量后,让患者再次回到CT床上,先用激光灯对出参考点,依据治疗计划提供的变量移动CT床位及纵向激光灯,完成靶标记并擦去参考点标记,与此同时,也可以做射野形状的标记。这种方法要求参考点与实际靶中心点的距离不能太远,仅适于某些特殊情况,如患者不能在CT床上等待较长时间,医生很难在扫描当时确定靶区。这种方法由于两次摆位而增加了误差及患者必须两次到CT才能完成定位。3按计划的要求进行CT扫描,最好采用增强扫描。每个部位采用不同的扫描条件电压、电流等。扫描的范围要在头、足方向多于靶区范围,尤其做三维适形放射治疗两端要多出5CM。一般扫描层数在40层以上,层厚为2MM5MM。最好采用混合扫描技术,即靶区层厚2MM5MM,以外区域层厚5MM10MM。4勾画靶区及外轮廓这是用时最长,也是十分关键的一步。医生及物理师要充分利用模拟定位软件具有的各种快捷功能、三维显示功能、图像融合功能,根据患者的具体情况进行勾画。高质量的完成这步需要高质量的图像；需要优良的模拟软件功能；需要患者的配合；更重要的是需要高水平的肿瘤诊疗医生。5设计照射野及剂量计算医生及物理据肿瘤与周围重要器官的三维空间关系设计照射野。利用BEV显示窗口调整照射野,要充分利用各种显示虚拟模拟功能DRR、DCR、APR进行照射野调整,直至选择满意的治疗参数,即机架、机头、床角、挡块及楔形板等。在剂量计算时,原则上将靶中心剂量归一为100,90的剂量线包括整个靶区。通过剂量体积直方图对治疗计划进行评价,更重要的是根据患者的具体情况进行评价。重要器官不要超剂量照射,尽可能以避免放射损伤。6进行射野验证做CT模拟定位时洗出DRR、DCR片后,让患者到常规X线模拟机上,在同样的条件下照X线定位片,两者进行比较,直至认可后方可执行此方案。必要时,患者在加速器上照实际射野片与前两者比较、确认。3CT模拟的功能说明CT模拟简单的说有三大功能，即1）重构治疗部位的3D图像（3D假体）2）在3D图像上实现类似常规模拟机的肿瘤定位（投射与照相）3）在3D图像上实现类似常规模拟机的肿瘤定位（治疗模拟）具体主要包括以下几点1）数据转储用于获得病人的CT数据并在系统数据库中做登记。数据来源有两种形式DICOM网络和磁盘介质。2）病人管理作为用户浏览、增加、编辑、删除影像数据和计划数据的窗口，同时也是DICOM协议的解析模块。3）权限管理。4）图像配准。与定位设备接口，坐标转换等。5）勾画和定位。包括自动和手工对器官边缘的提取；对点、距离、面积、体积以及CT值的测算等。6）图像处理和重建。包括二维的缩放、移动、窗宽/窗位处理；边缘提取，曲线填充等图形处理；三维的以MPR、体绘制、面绘制和数字放射影像DRR为主的重建、布野等等。7）计划输出。第三章CT模拟定位系统在放疗计划设计中的应用及一般故障分析由于是放射治疗计划设计的质量保证，必须由放射治疗物理师对其进行专门的验证和作定期的质保和质控（QUALITYASSURANCEANDQUALITYCONTROL，QAQC）检验。模拟机的QA、QC标准兼顾放射设备的质控要求，确保临床放射治疗的质量。1质量控制与质量保证CT模拟定位系统的质量控制与质量保证十分重要,它直接关系到定位的精确度；关系到治疗效果。通过质量控制与质量保证,一方面对患者最经济和最小曝光剂量产生始终如一的高质量影像；另一方面掌握图像及机械的可靠性,软件的准确性,以降低系统误差。质量控制与质量保证分为CT扫描机和虚拟软件两个方面。1CT质量控制与质量保证。CT安装后应由国家指定部门进行放射防护标准验收及CT扫描机本身物理参数验证。CT模拟定位系统达到国家标准后方可运行。运行后有定期的检测,如有问题及时维修,以确保医疗质量。检查项目见表2。表31CT扫描机的验证项目项目频度指标放射防护标准安全开始或大修后国家标准门锁及紧急开关检查每月功能好坏定位机激光灯准确性每天1MM机架倾斜度每年1噪声每月一般014射野均匀性每天一般5空间准确性每天1MM低对比分辨率每月132）CT模拟定位系统虚拟功能的质量控制与质量保证CT模拟定位系统提供各种治疗参数与加速器的一致。这些参数以及各种三维显示功能DRRDCRMAR的准确性直接关系到射野的安全性,关系到治疗效果。治疗计划中剂量计算的精确性也非常主要。这都需要定期检测。见表32。表32虚拟功能的验证项目项目频度指标靶定位准确性每年或大修后1MM组织轮廓勾画准确性同上1MM图像重建同上1MM拟床,机架,准直器的角度同上1等中心剂量同上1MM等中心移动同上1MMDRRDCR的准确性同上1MM图像融合同上1MM治疗几何位置同上1MM2CT模拟定位系统在组装使用过程常出现故障部分如下是详细的叙述CT模拟定位系统在组装使用过程经常出现故障的部分，针对在组装使用过程出现的故障作出主要质保和质控检验项目、方法、检查的频率总结。21射线的质量X线束的性能模拟机基本上是个X线诊断机，可用参考X线机类似的QA质保措施检测。AX线的半价层（HALFVALUELAYER）按定位的常规条件对应的HVL应逐一测定，并为年检项目校验。测量HVL不仅是检查X线的质量是否发生改变，更主要目的是为了检测X线发生器的工作稳定性。BKVP的精度用仪表对控制台KVP指示值逐档进行校对，仪表与KVP值差值不得高于5KVP，并为年检项目校验。CMA的线性X线的出光强度应与毫安的增长呈正比，在固定KVP和时间的前提下用透射电离室测量出光率与MA的关系曲线，该函数曲线应该是一条过原点的直线，并为年检项目校验。D计时钟精度用QA仪表测量X线照射时间间隔，误差应小于5并为年检项目校验。E毫安秒MAS的线性X射线照射量取决于球管电流和时间设定，所以照射剂量应与MAS呈线性关系，测验时KVP保持不变，并为年检项目校验。F自动曝光控制（AUTOMATICEXPOSURECONTROL，AEC）现今的模拟定位机配带曝光表来控制胶片曝光量达到预定值时，自动切断X线。测验时，在胶片上加上不同厚度的有机玻璃或体模，以常用的条件进行曝光，观察效果，如黑度大体相近，表示正常，否则表明曝光表失效，并为年检项目校验。22参数校准机架、准直器、模拟指示系统、治疗床等A机架角度指示准确度和等中心机器在各角度来模拟治疗计划的靶区影像，用于各部位的解剖影像。由于模拟机必须模拟放射治疗设备的垂直平面以及各个角度的等中心治疗，要求其机架角度和等中心保证精确，因此必须定期检验机架的角度指示准确度和等中心的误差并及时校正。用精确的水平仪检测0、90、180和270的实测比较刻度指示误差，结果应少于1。架的机械等中心的验证以前指针旋转法测量机架的机械等中心，其误差值应少于2MM。B独立准直器遮线器（铅门）和射野“井”形界定线（铅丝）组成独立准直器，二者是可以关联或独立运动，并且能与对称式的自动切换。准直器与治疗机的一样，可旋转。遮线器（铅门）是调节和限定透视或照相时的X射线野大小，射野“井”形界定线（铅丝）是为模拟治疗机照射野（X、Y）的位置和大小。其用途1用于界定病变和器官的位置，即射野位置和范围2用于双曝光，观察病变与周围器官的关系。使用精确的水平仪，分别在模拟定位机准直器的0、90、180和270的位置确定刻度误差，结果应少于1。以前指针旋转法测量准直器的机械等中心，其误差值应少于2MM。C模拟指示系统由模拟射野灯光和光学距离指示器组成，是模拟射线束照射范围和指示源皮距离，是放射治疗定位的关键。用透视法旋转准直器检验灯光野等中心的误差，其误差值应少于2MM。用方格纸校验射野“井”形界定线（铅丝）的指示值，误差值应少于2MM。将指针置于机械等中心位置，校验光学距离指示刻度，用准确的尺，通过升降床来验证其指示的线性良好度，误差应小于2MM。DX线野中心与灯光野等中心和X线野与灯光野的一致性，同样是模拟照射的关键。将等中心指针置于机械等中心位置，用投影法旋转准直器与机架测量X线野中心及灯光野等中心的误差；误差都应小于2MM。用铅丝标记透视法来验证X线野与灯光野的一致性；误差都应小于2MM。E靶面旋轴距（TAD），大多数模拟机上的X线靶至旋转轴的距离（TAD）是可调的，通常处于TAD100CM的参考位置，可变范围大约在60140CM，可以模拟不同源轴距的钴60机或延伸SSD照射技术。用准确的尺，通过升降机头来验证其指示的线性良好度，在这个范围内检测指标为2MM，年检时应对整个运动范围核查，如TAD80或100CM，日检项目应对TAD的一致性做检测。F影像增强器升降位置（RADIALPOSITION），在透视定位时无需过多考虑，但摄片时靶至等中心至片夹的距离决定着定位片的放大倍率，所以靶至片夹距离（TFD）应定期检测。用准确的尺，通过升降影像增强器来验证其指示的线性良好度，在这个范围内检测指标为2MM，每月应对一、二个典型的距离做校核，一般采用光距离指示器便可。G模拟定位扫描的床面则必须是与加速器治疗床面一致的平面形状，以保证治疗摆位的可重复性。定位床的几何位置精度误差将会导致治疗摆位的误差，都会最终影响放射治疗的质量。保证模拟定位床面的几何位置和运动精度在放射治疗设计允许的误差范围以内。定位床床板必须保持水平，定位床垂直升降及左右和轴向运动指示仪读数必须具备良好准确性（误差小于2MM）和重复性；定位床旋转中心和步进床误差应小于2MM。用机械尺、水平仪等设备测量验证，需要注意的是不应只用水平仪测量床面平坦性，应准确验证其各方向运动的水平度。治疗床的等中心校对以机头前指针与床面的探针，用旋转法测量旋转中心，全程旋转床的底座，观察两针尖的相对位置。（也可用模拟灯光野投影法，观察其十字线的轨迹）其误差值应少于2MM。H管球的安装调试应该严格按着管球技术参数的要求对灯丝电压、电流等进行调整，作好前后位置、KV、MA等校准，定期检测各项参数并及时调整。否则，不但影响管球寿命，而且影响图象质量，甚至出现伪影。23图像清晰保证大小焦点成像质量用线对板，分别以大小焦点进行拍片分析。影像增强器和X线电视系统的成像保真率用线对板，检查成像；一般在1014线对范围为合格，方格图形误差应小于2MM。否则出现失真现象。24激光定位系统用于为病人摆位和在病人体表标记射野中心位置。通常模拟机均配有安装在两侧墙壁和正面矢向的外部激光定位系统，外部激光用来进行病人的摆位和设置病人体表的射野中心标记点。模拟机的定位激光必须与治疗机房的激光系统一样能准确确定等中心的位置，并且要求与治疗机房的激光系统具有良好的重复性。其定位的准确性直接影响治疗的准确与否和成败，其精度要求不能低于治疗机房的定位激光系统，必须有严格的QA检验程序来提供质量保证。两侧墙壁垂直激光束定义的平面应当平行于人体冠状平面，相交于机架等中心正面的矢向激光束必须垂直于冠状平面，与独立准直器十字铅丝的中心投影相交。进行检查时，把将有十字标记的模板，固定在治疗床，放置在等中心位置和水平左右距离20CM位置，即可以进行，误差应不超过1MM。模拟定位机的机械精度是质量控制重要的内容，这些参数将直接影响患者的放射治疗计划中靶区的危险器官的定位。虽然每台机器在安装验收时已经调校合格，达到临床应用的要求，但在每天的使用中由于环境因素和运动损耗必然会产生一定误差。AAPMTG40号报告对模拟定位机的应用明确建议应定期进行质量控制检验并提出在一般情况下的检验频度要求和误差标准。中华医学会放射肿瘤学会和国内的专家针对国内的放疗技术的应用也提出了相应的一般质控要求。然而由于不同生产厂家的产品及设备的安装条件的不同，以及各机器使用的频率的不同，误差发生的程度与频率亦不相同。配装的激光定位灯更因安装的位置，机房装修的质量等影响更易发生偏差。因此各放射治疗单位应当对使用的模拟定位机作长期的定期检验，分析不同项目的误差发生的程度和频度，评估本单位的质控检验措施是否足够，制定合适的质控规范。3临床应用CT模拟定位系统是通过CT重建的三维图像为基础,同样CT模拟定位系统也是本世纪三维适形放射治疗的基础。尤其近十几年,CT模拟定位系统很快被应用于临床。CT模拟定位系统特别适于形状复杂或于重要器官临近的肿瘤,需要多野照射或旋转照射剂量曲线复杂的肿瘤定位。如脑胶质瘤、垂体瘤、脑干肿瘤、转移瘤、上颌窦癌、鼻咽癌、候癌、肺癌,腺癌、肝癌、胰腺癌、前列腺癌、直肠癌、骨和软组织肿瘤等。CT模拟定位系统是通过CT图像确定肿瘤靶区,与普通定位机相比,对于肿瘤靶区的准确性有很大的提高,但是,当肿瘤和临近正常组织在影像学上不易区分时,如肺癌合并肺不张、放射后纤维化、肿瘤复发等,CT模拟定位系统有局限性。在某些部位,核磁共振成像MRI比CT显示解剖及肿瘤更为清楚,MRI模拟定位系统也悄然出现。18F脱氧葡萄糖正电子发射断层显像PET可以显示葡萄糖高代谢的肿瘤组织,易于区分葡萄糖低代谢的放射后纤维化及坏死组织。但是,PET对解剖结构显示不清。近年研制开发的PETCT是将一台PET和一台CT前后一体安排,患者可同一体位进行PET和CT扫描并使两者的图像融合。德国的ZIMNY选42例头颈肿瘤研究,单用PET及CT对原发灶及复发灶判断的敏感性、特异性、准确性分别为74、73、74,52、82、60。若使用PETCT可提高为77、82、79。可见PETCT不仅可以得到高清晰的组织解剖图像,而且可以了解肿瘤代谢状态情况。PETCT的临床应用可以使确定肿瘤靶区更为精确、可靠。4SL1型模拟定位机的故障分析及处理方法故障原因机头能超过限位继续旋转，随后发现按下手控盒使能开关，拨动井线及光阑Y时，相应部件无法运动。故障分析机头超限位旋转考虑为机头限位装置失效。仔细观察发现机头在超过限位后继续旋转时，机头内部会发出异常响声，推测是机头过限位旋转时，内部运动控制电缆被拉拽过度导致线路接触不良，进而造成部分功能失效。故障排除首先将机架转至90。方便检修，关机。拆开机头电路板盖，发现电路板上多根细电缆已被扯断。通查看电路图，用万用表一一测量，找到对应接人点后用电烙铁将已扯断的电缆线焊接到对应的线槽里，接着开机查看，井线及光阑运动恢复正常。再次关机，拆开机头外罩，小心卸下球管，观察发现球管下方机头限位器固定螺丝已掉落，使得限位器触点无法正常工作。找到螺丝重新固定限位器，装上球管及机头外罩，重开机，机头运动恢复正常。故障二机器工作过程中，踩下透视踏板，曝光控制盒瞬间断电，但机架、机头及定位床均可正常运动。关机再重启后曝光控制盒仍无法通电。故障分析曝光控制盒的电源是由高压发生器控制输入的。不能通电的原因可能有两种一种是曝光控制盒内部线路出现故障，二是高压发生器出现故障，高压发生器的故障最有可能就是保险烧坏。故障排除首先用万用表检测曝光控制盒内部各线路，均未发现异常。然后检测高压发生器，打开高压发生器外罩，发现电路板的温度较高，取出三个保险一一测量，发现其中两个已烧坏。更换了同一型号的保险后曝光控制盒可正常通电工作，故障排除。故障三按下定位床使能开关及升降控制键，定位床不能升降，但床的进退和左右运动均正常。故障分析定位床三个方向的运动是由三组驱动电路分别控制三个运动电机实现的。故障最有可能发生在控制升降运动的驱动电路及电机本身上。故障排除使用万用表测量，升降驱动电路各段均未发现有接触不良的现象，排除线路故障的可能。接着用万用表检测电机，证实升降电机已烧坏。至此故障原因找到，购买同一型号的电机更换后定位床运动恢复正常。5西门子AR系列CT球管故障例西门子AR系列CT机安装了德国西门子原装141型X线球管，这种球管使用寿命长，散热好，性能稳定。但结构复杂，出现故障时难以准确判断，即使出现与球管有关的故障代码时也很难直接确定球管损坏。141型球管整合了X线球管，高压发生器，飞焦点系统，及冷却系统。因此以上任一部件出现故障，球管即宣告报废。51球管灯丝断裂故障故障代码EX0823BASFILLOWERR。这个代码的意思是未能检测到灯丝电流。检查步骤首先检查D24板灯丝电源板输出是否正常。若正常，则继续检查球管灯丝。因为球管内含有灯丝变压器，所以不能通过测量球管外的灯丝接线柱判断灯丝的好坏。这时可以用一个4欧姆的电阻接在D24板的输出端以代替灯丝，若曝光时无错误提示，则说明确实是灯丝断裂。52阳极故障阳极故障一般有两种，一种是靶面受损引起的图像伪影，另一种是阳极轴承磨损引起的转速不稳定。故障代码EX081C。EX081DROTRUNERROR。这两个代码的意思都是阳极旋转速度太慢。检查步骤首先检查D23板旋转阳极板输出是否正常。其次检查IY28板上检测阳极转速的光纤是否发光，最后用三用表测量IY28板上的测量点“ROTFR”，如果频率达不到35HZ，则说明阳极转速故障。53球管失真空故障代码EX0839CLM。这个代码的意思是检测到过大的球管电流。检查步骤这种情况必须与D22板逆变器故障进行鉴别，有条件的可以用示波器检测逆变器的输出是否正常根据笔者的经验，因球管失真空而出现EX0839时，一般都伴有球管打火现象，而逆变器发生故障时则不会引起球竹打火。54冷却系统故障故障代码EX